As the carrier of various components and the hub of circuit signal transmission, پی سی بی الیکٹرانک انفارمیشن پروڈکٹس کا سب سے اہم اور کلیدی حصہ بن گیا ہے ، اس کے معیار اور وشوسنییتا کی سطح پورے سامان کے معیار اور وشوسنییتا کا تعین کرتی ہے۔ تاہم ، لاگت اور تکنیکی وجوہات کی وجہ سے ، پی سی بی کی پیداوار اور ایپلی کیشن میں ناکامی کے بہت سارے مسائل ہیں۔

اس قسم کی ناکامی کے مسئلے کے لیے ، ہمیں مینوفیکچرنگ میں پی سی بی کے معیار اور وشوسنییتا کی سطح کو یقینی بنانے کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والی ناکامی کے تجزیے کی کچھ تکنیکوں کو استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ مقالہ حوالہ کے لیے دس ناکامی تجزیہ تکنیکوں کا خلاصہ کرتا ہے۔

پی سی بی کی ناکامی کا طریقہ کار اور وجہ تجزیہ

1. ایک بصری معائنہ۔

ظاہری معائنہ پی سی بی کی ظاہری شکل کو چیک کرنے اور ناکام حصوں اور متعلقہ جسمانی شواہد کو تلاش کرنے کے لیے کچھ سادہ آلات ، جیسے سٹیریوسکوپک مائکروسکوپ ، میٹلوگرافک مائکروسکوپ یا یہاں تک کہ میگنفائنگ گلاس کا ضعف معائنہ یا استعمال کرنا ہے۔ بنیادی کام ناکامی کا پتہ لگانا اور ابتدائی طور پر پی سی بی کے ناکامی کے انداز کا فیصلہ کرنا ہے۔ ظاہری معائنہ بنیادی طور پر پی سی بی آلودگی ، سنکنرن ، بورڈ دھماکے کا مقام ، سرکٹ وائرنگ اور ناکامی کی باقاعدگی کو چیک کرتا ہے ، اگر یہ بیچ ہو یا انفرادی ، چاہے یہ ہمیشہ کسی مخصوص علاقے میں مرکوز ہو ، وغیرہ۔ In addition, the failure of many PCBS was discovered after the assembly of PCBA. Whether the failure was caused by the influence of the assembly process and materials used in the process also requires careful examination of the characteristics of the failure area.

2. ایکس رے فلوروسکوپی۔

کچھ حصوں کے لیے جو ظاہری شکل کے ساتھ ساتھ پی سی بی کے اندر سوراخ اور دیگر اندرونی نقائص کے ذریعے معائنہ نہیں کر سکتے ، ہمیں چیک کرنے کے لیے ایکس رے فلوروسکوپی سسٹم استعمال کرنا ہوگا۔ ایکس رے فلوروسکوپی سسٹم مختلف مواد کی موٹائی یا ایکس رے ہائگروسکوپسیٹی کی مختلف مادی کثافت یا امیجنگ میں مختلف اصولوں کی ترسیل کا استعمال ہے۔ یہ ٹیکنالوجی زیادہ کثافت پیکیجنگ والے بی جی اے یا سی ایس پی ڈیوائسز میں سوراخ کی خرابیوں اور خرابیوں کے ذریعے پی سی بی اے سولڈر جوڑوں میں نقائص کے مقام کو چیک کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ At present, the resolution of industrial X-ray fluoroscopy equipment can reach less than one micron, and is changing from two dimensional to three dimensional imaging equipment. There are even five dimensional (5D) equipment used for packaging inspection, but this 5D X-ray fluoroscopy system is very expensive, and rarely has practical application in the industry.

3. سیکشن تجزیہ

سلائس تجزیہ پی سی بی کراس سیکشن ڈھانچے کو سیمپلنگ ، موزیک ، سلائس ، پالشنگ ، سنکنرن ، مشاہدہ اور طریقوں اور اقدامات کی ایک سیریز کے ذریعے حاصل کرنے کا عمل ہے۔ Abundant information about the microstructure of PCB (through hole, coating, etc.) can be obtained by slice analysis, which provides a good basis for the next quality improvement. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; ایک ہی وقت میں ، نمونے کی ضروریات کا طریقہ کار زیادہ ہے ، نمونے کی تیاری کا وقت بھی طویل ہے ، تربیت یافتہ تکنیکی عملے کی ضرورت کو مکمل کرنا۔ For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. صوتی خوردبین کو اسکین کرنا۔

At present, c-mode ultrasonic scanning acoustic microscope is mainly used for electronic packaging or assembly analysis. It makes use of the amplitude, phase and polarity changes generated by the reflection of high-frequency ultrasound on the discontinuous interface of materials to image, and its scanning mode is to scan the information in the X-Y plane along the Z-axis. Therefore, scanning acoustic microscopy can be used to detect various defects, including cracks, delamination, inclusions, and voids, in components, materials, and PCB and PCBA. Internal defects of solder joints can also be directly detected if the frequency width of scanning acoustics is sufficient. Of a typical scanning acoustic image in color red alert said defects exist, because a large amount of plastic packaging components used in SMT process, by a lead into the process of lead-free technology, a large number of moisture reflow sensitive problem, namely the moisture absorption of powder coating devices will be at a higher temperature reflow lead-free process occurs within or substrate layer cracking phenomenon, Under the high temperature of lead-free process, common PCB will often burst board phenomenon. اس مقام پر ، اسکیننگ صوتی خوردبین ملٹی لیئر ہائی ڈینسٹی پی سی بی کی غیر تخریبی سراغ لگانے میں اپنا خاص فائدہ دکھاتی ہے۔ The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. مائکرو فرنڈ تجزیہ۔

مائیکرو اورکت تجزیہ خوردبین تجزیہ طریقہ کے ساتھ مل کر اورکت سپیکٹروسکوپی کرنا ہے ، یہ اورکت سپیکٹرم جذب کے اصول پر مختلف مواد (بنیادی طور پر نامیاتی مادہ) استعمال کرتا ہے ، مواد کی کمپاؤنڈ ساخت کا تجزیہ کرتا ہے ، خوردبین کے ساتھ مل کر مرئی روشنی اور اورکت روشنی بنا سکتا ہے۔ روشنی کے راستے کے ساتھ ، جب تک بصری فیلڈ کے نیچے ، نامیاتی آلودگی کا سراغ لگانے کے تجزیے کی تلاش کر سکتے ہیں۔ خوردبین کی عدم موجودگی میں ، اورکت سپیکٹروسکوپی عام طور پر صرف بڑے نمونوں کا تجزیہ کر سکتی ہے۔ In many cases, trace pollution in electronic process can lead to poor weldability of PCB pad or lead pin. It can be imagined that it is difficult to solve the process problem without the matching infrared spectrum of microscope. The main use of microscopic infrared analysis is to analyze the organic pollutants on the welding surface or solder spot surface, and analyze the causes of corrosion or poor solderability.

6. اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی تجزیہ

اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ (SEM) ناکامی کے تجزیے کے لیے بڑے پیمانے پر بڑے پیمانے پر الیکٹران مائکروسکوپک امیجنگ سسٹم میں سے ایک ہے۔ اس کا کام کرنے کا اصول انوڈ کے ذریعے تیز کیتھڈ سے خارج ہونے والے الیکٹران بیم پر توجہ مرکوز کرکے دسیوں سے ہزاروں اینگسٹروم (A) کے قطر کے ساتھ ایک الیکٹران بیم بنانا ہے۔ سکیننگ کنڈلی کے ڈیفلیکشن کی کارروائی کے تحت ، الیکٹرون بیم نمونہ کی سطح کو ایک مخصوص وقت اور جگہ کے ترتیب سے اسکین کرتی ہے۔ ہائی انرجی الیکٹرون بیم نمونے کی سطح پر بمباری کرتا ہے اور طرح طرح کی معلومات پیدا کرتا ہے ، جسے ڈسپلے اسکرین پر مختلف متعلقہ گرافکس حاصل کرنے کے لیے جمع اور بڑھایا جا سکتا ہے۔ The excited secondary electrons are generated within the range of 5 ~ 10nm on the surface of the sample. Therefore, the secondary electrons can better reflect the surface topography of the sample, so they are most commonly used for morphology observation. پرجوش بیک سکیٹرڈ الیکٹران نمونے کی سطح پر 100 ~ 1000nm کی حد میں پیدا ہوتے ہیں ، اور وہ مادے کے جوہری نمبر کے فرق کے ساتھ مختلف خصوصیات کا اخراج کرتے ہیں۔ پس ، پس پردہ الیکٹرون امیج مورفولوجک خصوصیات اور جوہری نمبر امتیازی صلاحیت رکھتی ہے ، اور اسی وجہ سے ، بیک سکیٹرڈ الیکٹران امیج کیمیائی عناصر کی تقسیم کی عکاسی کر سکتی ہے۔ موجودہ سکیننگ الیکٹران خوردبین بہت طاقتور رہی ہے ، کسی بھی عمدہ ڈھانچے یا سطح کی خصوصیات کو مشاہدے اور تجزیے کے لیے سینکڑوں ہزاروں مرتبہ بڑھایا جا سکتا ہے۔

In PCB or solder joint failure analysis, SEM is mainly used for failure mechanism analysis, specifically, is used to observe the surface morphology structure of the pad, solder joint metallographic structure, measurement of intermetallic compounds, solderable coating analysis and tin must be analyzed and measured. Different from the optical microscope, the scanning electron microscope produces electronic images, so it has only black and white colors. Moreover, the sample of the scanning electron microscope is required to conduct electricity, and the non-conductor and part of the semiconductor need to be sprayed with gold or carbon, otherwise the charge will gather on the surface of the sample and affect the sample observation. اس کے علاوہ ، اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ امیج کے فیلڈ کی گہرائی آپٹیکل مائکروسکوپ کی تصویر سے کہیں زیادہ ہے ، جو میٹلوگرافک ڈھانچے ، مائکروسکوپک فریکچر اور ٹن ویسکرز کے تجزیے کا ایک اہم طریقہ ہے۔

7. X-ray energy spectrum analysis

مذکورہ اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی عام طور پر ایکسرے انرجی سپیکٹومیٹر سے لیس ہوتی ہے۔ When the high-energy electron beam hit the surface, the surface material of the inner electrons in the atoms are bombarded escape, outer electrons to low energy level transition will inspire characteristic X ray, atomic energy level difference of different elements from different characteristic X ray is different, therefore, can send sample of the characteristics of X-ray as chemical composition analysis. ایک ہی وقت میں ، متعلقہ آلات کو بالترتیب سپیکٹرم ڈسپیژن سپیکٹومیٹر (مختصر کے لیے WDS) اور توانائی کے بازی سپیکٹومیٹر (مختصر کے لیے EDS) کہا جاتا ہے خصوصیت طول موج یا ایکسرے سگنل کا پتہ لگانے کی خصوصیت کے مطابق۔ سپیکٹومیٹر کی ریزولوشن انرجی سپیکٹومیٹر سے زیادہ ہے ، اور انرجی اسپیکٹومیٹر کی تجزیہ کی رفتار انرجی اسپیکٹومیٹر سے تیز ہے۔ تیز رفتار اور توانائی سپیکٹومیٹر کی کم قیمت کی وجہ سے ، عام سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی انرجی سپیکٹومیٹر سے لیس ہے۔

الیکٹران بیم کے مختلف سکیننگ موڈ کے ساتھ ، انرجی سپیکٹومیٹر سطح کے نقطہ ، لائن اور طیارے کا تجزیہ کرسکتا ہے ، اور عناصر کی مختلف تقسیم کی معلومات حاصل کرسکتا ہے۔Point analysis yields all elements of a point; لائن تجزیہ ایک عنصر کا تجزیہ ہر بار ایک مخصوص لائن پر کیا جاتا ہے ، اور تمام عناصر کی لائن ڈسٹریبیوشن متعدد سکیننگ کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ سطح کا تجزیہ دی گئی سطح کے تمام عناصر کا تجزیہ۔ ماپا عنصر کا مواد سطح کی پیمائش کی حد کی اوسط ہے۔

In the analysis of PCB, energy dispersive spectrometer is mainly used for the composition analysis of pad surface, and the elemental analysis of contaminants on the surface of pad and lead pin with poor solderability. انرجی سپیکٹومیٹر کی مقداری تجزیہ کی درستگی محدود ہے ، اور 0.1 than سے کم مواد کا پتہ لگانا عام طور پر آسان نہیں ہے۔ انرجی سپیکٹرم اور SEM کا مجموعہ بیک وقت سطحی شکل اور ساخت کی معلومات حاصل کرسکتا ہے ، یہی وجہ ہے کہ ان کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔

8. فوٹو الیکٹرون سپیکٹروسکوپی (ایکس پی ایس) تجزیہ۔

ایکس رے شعاع ریزی کے ذریعے نمونے ، ایٹم کے اندرونی شیل الیکٹرانوں کی سطح نیوکلئس اور ٹھوس سطح بنانے کی بندش سے بچ جائے گی ، اس کی حرکی توانائی کی پیمائش سابقہ ​​، ایٹم کے اندرونی شیل الیکٹران کی پابند توانائی حاصل کی جا سکتی ہے۔ ای بی ، ای بی مختلف عناصر اور مختلف الیکٹران شیل سے مختلف ہے ، یہ ایٹم کی شناخت کے پیرامیٹرز کا “فنگر پرنٹ” ہے ، سپیکٹریل لائن کی تشکیل فوٹو الیکٹرون سپیکٹروسکوپی (ایکس پی ایس) ہے۔ ایکس پی ایس کو نمونے کی سطح کی اتلی سطح (کئی نینو میٹر) پر عناصر کے معیار اور مقداری تجزیہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ ، عناصر کی کیمیائی والنس ریاستوں کے بارے میں معلومات بائنڈنگ انرجی کی کیمیائی شفٹوں سے حاصل کی جا سکتی ہیں۔ یہ سطح کی پرت اور ارد گرد کے عناصر کی والنس حالت کے درمیان بانڈ کی معلومات دے سکتا ہے۔ The incident beam is X-ray photon beam, so insulation sample analysis can be carried out, without damaging the analyzed sample rapid multi-element analysis; انرجی سپیکٹرم (ای ڈی ایس) سے کہیں زیادہ سنویدنشیلتا کے ساتھ ملٹی لیئرز کا ارجن آئن سٹرپنگ (نیچے کیس دیکھیں) کے ذریعے طول البلد تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔ ایکس پی ایس بنیادی طور پر پی سی بی کوٹنگ کوالٹی تجزیہ ، آلودگی تجزیہ اور آکسیکرن ڈگری تجزیہ کے تجزیے میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ ناقص ویلڈیبلٹی کی گہری وجہ کا تعین کیا جا سکے۔

9. Differential Scanning Calorim-etry

پروگرامڈ درجہ حرارت کنٹرول کے تحت درجہ حرارت (یا وقت) کے فنکشن کے طور پر کسی مادہ اور حوالہ مادہ کے درمیان پاور ان پٹ میں فرق کی پیمائش کرنے کا ایک طریقہ۔ DSC is equipped with two groups of compensation heating wire under the sample and reference container, when the sample in the heating process due to the thermal effect and reference temperature difference δ T, through the differential heat amplifier circuit and differential heat compensation amplifier, so that the current flowing into the compensation heating wire changes.

The temperature difference δ T disappears, and the relationship between the difference of the thermal power of the two electrically compensated samples and the reference material with temperature (or time) is recorded. According to this relationship, the physicochemical and thermodynamic properties of the material can be studied and analyzed. DSC is widely used in PCB analysis, but is mainly used to measure the curing degree of various polymer materials used in PCB and glass state transformation temperature, these two parameters determine the reliability of PCB in the subsequent process.

10. Thermomechanical analyzer (TMA)

Thermal Mechanical Analysis is used to measure the deformation properties of solids, liquids and gels under Thermal or Mechanical forces under programmed temperature control. Commonly used load methods include compression, pin insertion, stretching, bending, etc. ٹیسٹ پروب کینٹیلیور بیم اور ہیلیکل اسپرنگ سپورٹ پر فکسڈ ہوتا ہے ، لگائے گئے بوجھ کی موٹر کے ذریعے ، جب نمونہ کی خرابی واقع ہوتی ہے ، تبدیلی کا پتہ لگانے کے لیے تفریق ٹرانسفارمر ، اور ڈیٹا پروسیسنگ کے ساتھ ، جیسے درجہ حرارت ، تناؤ اور تناؤ کے بعد درجہ حرارت (یا وقت) کے ساتھ نہ ہونے کے برابر بوجھ اخترتی تعلقات کے تحت مواد حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اخترتی اور درجہ حرارت (یا وقت) کے مابین تعلقات کے مطابق ، مواد کی فزیو کیمیکل اور تھرموڈینامک خصوصیات کا مطالعہ اور تجزیہ کیا جاسکتا ہے۔ ٹی ایم اے بڑے پیمانے پر پی سی بی کے تجزیے میں استعمال ہوتا ہے اور بنیادی طور پر پی سی بی کے دو انتہائی اہم پیرامیٹرز کی پیمائش میں استعمال ہوتا ہے: لکیری توسیع گتانک اور شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت۔ پی سی بی بہت زیادہ توسیع گتانک کے ساتھ اکثر ویلڈنگ اور اسمبلی کے بعد دھاتی سوراخوں کی فریکچر ناکامی کا باعث بنے گا۔